分布式光伏发电区域集成控制装置制造方法及图纸

一种分布式光伏发电区域集成控制装置，包括光伏电池阵列、分布式逆变控制系统、传感网络、区域内电气控制系统、区域集控中心系统和电力调度控制中心，所述光伏电池阵列与分布式逆变控制系统连接，分布式逆变控制系统与区域集控中心系统连接，所述传感网络分别与光伏电池阵列、分布式逆变控制系统、区域集控中心系统连接，所述区域内电气控制系统分别与分布式逆变控制系统、区域集控中心系统连接，所述区域集控中心系统与市电网连接，区域集控中心系统与电力调度控制中心连接。本实用新型专利技术能将一定区域内小功率、分布式光伏发电装置互联集中管理并网，实现了光伏电力的灵活高效可靠的利用形式、光伏发电系统的参数远程测控以及电力调度。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及分布式光伏发电并网系统及其检测与控制领域，尤其是涉及分布式光伏发电区域集成并网的控制系统与控制装置。
技术介绍
随着经济的发展，能源短缺是全世界各个国家都面临的问题。同时作为最重要的可利用的石化能源物质如煤炭、石油、天然气等正面临着枯竭的危险，能源短缺问题正变得越来越严重，并影响到人们的生活水平。另一方面，石化能源所带来的环境污染、气候变暖等问题已无法忽视，影响了可持续发展、节能环保理念的发展与推广，正越来越受到人们的关注。在众多的新型能源中，太阳能具有清洁无污染、安全可靠、制约少、用之不尽取之不竭、可持续利用等优点，从而具有不可比拟的优势。分布式发电可以电力就地消纳，节省输变电投资和运行费用，减少集中输电的线路损耗；而且与大电网供电互为补充，减少电网容量，改善电网峰谷性能，提高供电可靠性。但是光伏发电本身具有不同于常规电源的随机性和间歇性的特点，其并网运行对电网的电能质量和安全稳定运行构成一定的威胁。一方面，光伏功率的注入改变了局部电网的潮流分布，对局部电网的电压质量和稳定性有很大影响，限制了光伏发电接入系统的方式和规模。另一方面，光伏发电的原动力可控性不强，是否处于发电状态以及出功的大小受限于天气状况和光伏系统的性能。从电网的角度看，并网运行的光伏发电相当于一个具有随机性的扰动源，随时可能对电网的可靠运行造成影响。因此，上述光伏发电系统由于电能质量、不稳定性、孤岛效应等导致的电网运行及安全问题将极大限制我国小规模分布式光伏发电系统的大规模推广和应用。中国的分布式光伏发电还未进入推广阶段，目前的示范项目工程仍以大容量的光伏电站的建设为主。除了大光伏电站外，“金太阳示范工程”具有分布式光伏发电的优点，但由于技术原因，其电力主要以就地消纳为主，其控制中心只能监测分布式电站参数，无法控制更无法进行电力调度。在以德国、日本为代表的太阳能发电发达国家中，普遍以独栋建筑物为分布式光伏发电单元并网，取得了较好的应用。但现有的这种分布式光伏发电并网方式在具体实施应用过程中，存在这许多缺陷I)每个分布式光伏发电单兀独立成为一个系统,其单兀规模较小,数量太多,成本高不经济。2)分布式光伏单元规模小，为不同业主所拥有，电能质量管理不方便，也不便于电网定期维护，存在安全隐患。3)由于规模小，数量多，无法进行电力统一调度，为现有电网的电力调度来巨大负担，且存在孤岛运行的危险。4)独立分散，电网接入点众多，智能仪表安装复杂，参数检测成本高，为智能电网的推广带来负担。综上所述，现有的分布式光伏发电并网方式与控制系统并不经济实用，不具备大规模推广的技术基础。
技术实现思路
为了克服现有的分布式光伏发电并网方式与控制系统无法电力调度、稳定性较差、不能集中并网监控、维护性较差的不足，本技术提供一种提高分布式光伏发电系统稳定性、集中并网集中监控调度、增强维护性的分布式光伏发电区域集成的并网方式与控制装置。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是一种分布式光伏发电区域集成控制装置，包括光伏电池阵列、分布式逆变控制系统、传感网络、区域内电气控制系统、区域集控中心系统和电力调度控制中心，所述光伏电池阵列与所述分布式逆变控制系统连接，所述分布式逆变控制系统与所述区域集控中心系统连接，所述传感网络分别与光伏电池阵列、分布式逆变控制系统和区域集控中心系统连接，所述区域内电气控制系统分别与分布式逆变控制系统、区域集控中心系统连接，所述区域集控中心系统与市电网连接，所述区域集控中心系统与电力调度控制中心连接。所述光伏电池阵列安装于区域内各个建筑物顶，组成多单元分布式光伏电池阵列，其功率大小因地制宜，由建筑物屋顶可用光照面积、阴影区域等因素决定。各个光伏电池功能阵列单元输出直流电能经汇流箱导入分布式逆变控制系统。各个光伏电池阵列单元其工作电压与功率输出由所述分布式逆变控制系统实时控制。所述分布式逆变控制系统由光伏电池阵列单元对应的多逆变控制系统组成。所述逆变控制系统单元由直流电力逆变模块、最大功率点追踪控制模块、通信模块组成。所述传感网络由传感器网络与数据融合模块组成，所述传感器网络与所述数据融合模块连接；所述传感器网络包括温度传感器组、日照度传感器组、霍尔电流传感器组、霍尔电压传感器组、频率传感器组、热像漏电流传感器组等组成。所述温度、日照度传感器布置于所述光伏电池阵列现场，所述霍尔电流传感器组、霍尔电压传感器组、热像漏电流传感器组等布置于所述分布式逆变控制中，用于检测光伏电池阵列与分布式逆变控制系统的工作状态。所述数据融合模块采集各个传感器模块的数据并通过安培定律、维恩位移黑体辐射定律等计算出功率、功率因素、有功与无功功率、温度等，并采用定量权数归一化算法对数据进行处理并发出紧急针对现场命令。本技术的技术构思为将多层分布式微网的控制方法、通信技术以及电力调度策略引入到太阳能光伏发电并网系统中，将一定区域范围内的小功率、分布式光伏发电装置利用网络通讯技术加以互联并进行集中并网与调度控制，可与现有集中电力供电系统结合形成一个整体的高效灵活电力系统，提高整个供电系统的稳定性、可靠性和电力质量。由光伏电池阵列、分布式逆变控制系统、传感网络、区域内电气控制系统、区域集控中心系统、电力调度控制中心等主要部分组成，采用特有的控制方法，如附图3所示，将一定区域范围内的小功率、分布式光伏发电装置互联集中并网，并可接受当地电力的调度控制。其中光伏电池阵列为太阳能转换电能装置，因地制宜布置在区域内的多栋建筑物顶端，光伏电池阵列所转化的直流电能经汇流后分别接入各自对应的分布式逆变控制系统中。分布式逆变系统一方面将直流电能逆变为380伏特的工频交流电能，另一方面对光伏电池阵列的最大功率点进行跟踪控制，实时调节光伏电池阵列的工作电压，使其输出功率始终最大化。分布式逆变系统输出的380伏特工频交流电能由区域集控中心系统并联后集中在同一个节点并网。此外，区域集控中心根据区域内分布式光伏发电电源的状态模型和传感网络的信号参数，调整并控制各个分布式光伏发电电源的工作状态，并根据部分参数采用特有算法发出紧急控制命令。另外，区域控制中心与电力调度中心通信，上报区域内光伏发电工作状态与环境参数，同时接收电力调度中心的调度命令，执行其停止、调整、启动发电的操作。传感网络的各种传感器布置与区域网内各个设备上，用于检测环境参数和电气参数，并将参数信号发送到区域集控中心系统，供其决策。当地电力调度中心接收区域集控中心系统的工作环境参数和工作状态，并根据实际市电电力消纳情况对区域集成的分布式光伏发电系统进行控制与调度。本技术的有益效果主要表现在I)将一定区域范围内的小功率、分布式光伏发电装置利用网络通讯技术加以互联并进行集中并网与调度控制，每个光伏发电单元具有二级控制，提高了系统的稳定性。2)光伏直流电经过逆变后再经过集控中心集中管理并网，可以方便地进行无功补偿和有源滤波，提高了电能质量，减少对电网的谐波和无功污染。3)光伏发电具有间歇性和不稳定性的特点，区域内多个分布式光伏发电装置经过集中并联后再并网，只有一个并网点，减少了间歇性和不稳定电力对市电网的冲击。4)光伏发电具有分散、功率小、数量多的特点，该系统将区域内多个分布式光伏发电集中管理并网，实现了光伏发电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分布式光伏发电区域集成控制装置，其特征在于：包括光伏电池阵列、分布式逆变控制系统、传感网络、区域内电气控制系统、区域集控中心系统和电力调度控制中心，所述光伏电池阵列与分布式逆变控制系统连接，分布式逆变控制系统与区域集控中心系统连接，所述传感网络分别与光伏电池阵列、分布式逆变控制系统、区域集控中心系统连接，所述区域内电气控制系统分别与分布式逆变控制系统、区域集控中心系统连接，所述区域集控中心系统与市电网连接，区域集控中心系统与电力调度控制中心连接。

【技术特征摘要】
1.一种分布式光伏发电区域集成控制装置，其特征在于包括光伏电池阵列、分布式逆变控制系统、传感网络、区域内电气控制系统、区域集控中心系统和电力调度控制中心， 所述光伏电池阵列与分布式逆变控制系统连接，分布式逆变控制系统与区域集控中心系统连接，所述传感网络分别与光伏电池阵列、分布式逆变控制系统、区域集控中心系统连接， 所述区域内电气控制系...

【专利技术属性】
技术研发人员：张立彬，潘国兵，胥芳，蒋建东，鲍官军，张洪涛，谭大鹏，吴乐彬，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：实用新型
国别省市：